计算机控制技术在工业自动化控制系统中的应用

徐文祥，李金良，杨焱，顾萍萍，杨永龙

（江苏火禾信息技术有限公司，江苏 南京210046）

0 引言

随着改革开放的不断深入，我国社会主义市场经济和科学技术都取得了显著进步，工业生产成果丰硕。在这种背景下，工业生产的发展方向和发展趋势有了新变化，生产也有了更高的要求。过去工业生产的主要劳动力是工人，但现在工业生产当中的主要劳动力已由大机器代替，大机器生产实现了工业生产效率的提高，降低了工人的工作强度。在大机器生产的不断发展和进步下，自动化控制成为了新的研究方向，跨区域的多元控制也是其中的研究要点之一[1]。本文通过对计算机控制技术与地理信息技术在工业自动化控制系统中的应用进行研究，探讨其在工业自动化控制系统中的重要作用。

1 在工业自动化控制系统中应用计算机控制技术的作用简述

在信息时代的背景下，第四次工业革命的到来使得工业生产逐渐朝着自动化的方向发展，工业生产变得更加的高效和快捷，它对于降低工业生产工作强度有着积极的作用。具体说来，计算机技术和互联网技术的飞速发展，促使更多的行业和领域与计算机技术以及互联网技术进行了融合，在工业生产中应用计算机技术，能够完善工业生产的管理制度，形成一套系统的、科学的、高效的工业自动化控制系统，借助地理信息技术可以实现跨区域的流程监控，从而为工业生产的自动化奠定较好的基础，这也是现阶段工业生产发展的主要研究内容和研究方向。研究这一论题不仅仅是生产行业发展趋势下的要求，也是各行业和企业提高自身竞争力，提高工作效率，占据更多更有利的市场，实现经济效益最大化目标的有利措施。因此，企业必须认识到只有将计算机控制技术与地理信息技术应用在工业自动化控制系统中的作用，更加主动的学习技术应用的具体内容，采取相关措施来推动这一技术的应用，才能够真正的促进我国工业生产和管理的自动化、智能化、现代化、高效化和便捷化[2]。

2 工业自动化技术的概念

对于工业自动化技术的概念进行了解和认识，可以更好的帮助管理者应用和掌控这一技术。简单来说，工业自动化技术就是指将各种设备和仪表进行综合运用的技术，详细来讲就是指将电子设备、仪器仪表与计算机的计算能力、计算机中心的控制能力等有机结合，形成的综合运用技术。使用工业自动化技术旨在实现对工业生产过程进行检测、控制、优化、调整和管理，通过使用工业自动化技术能够有效地减少工业生产实践，提高工业生产的数量、质量和效率。同时，将地理信息技术与工业自动化技术结合，可以对不同生产区域、生产流程有效控制，进而帮助企业减少浪费、节约资源、降低能耗、增加产出收益[3]。

工业自动化技术优点众多，技术复杂，涉及到的层面和内容相当多样。工业自动化技术涉及到的内容包括煤油石化、制药采矿、发电冶金等。工业自动化技术涉及到的过程可以分成三个部分，一是软件技术；二是硬件技术；三是系统性技术。

软件技术也可以通过计算机实现对工业生产系统中的软件进行优化、控制和管理；硬件技术是计算机对变送器、执行器以及辅助设备的优化、管理和控制；系统性技术则包括了软件集成技术、硬件集成技术以及硬件和软件集成技术等，应用地理信息技术实现跨区域管理即是硬件和软件集成技术的一种。所以在工业自动化控制系统当中合理的使用计算机控制技术是非常的必要的。

计算机控制系统就是利用计算机技术来达到工业生产自动化的目标，让工业自动化控制系统能对控制器进行合理的配置。计算机控制系统控制算法的主要目的是为工业设备按照指定的命令完成相应动作提供策略。计算机系统运行的过程中，需要与各种辅助设备和控制对象进行数据方面的沟通，这种数据沟通叫做数据通信。数据通信按照通信的方式可以分成两种，一种叫做有线数据通信，另一种叫做无线数据通信[4]。运用计算机控制技术的目标也有两个，一个是通过计算机控制技术来对控制对象的操作过程和运行情况进行实施的监控，在遇到问题时以便进行更快速的调整；另一个是对控制对象进行控制，帮助控制对象更加高效的、智能的、自动的进行工作，实现工业生产效率的最优化和最大化。

3 计算机技术在工业自动化控制系统中的应用及作用分析

3.1 DCS

DCS是集散控制系统的一种简称，这一系统受到计算机技术的影响最为明显，当计算机做出指令时，集散控制系统能够快速的做出反应。集散控制系统主要是维护、改造和管理工业自动化的一种控制系统。伴随着我国科技水平的不断进步，集散控制系统的研制也更加的深入，集散控制系统的生产速度也越来越快。所以在市场上，集散控制系统的种类十分的丰富，而且产品的技术水平与国际一流水平的差距很小。集散控制系统的不断发展，给我国工业自动化控制系统的完善和发展带来了挑战，创造了发展的机遇。当前中国特色社会主义进入新时代，我国经济发展也进入新时代，网络技术和通信技术进一步的发展，在这种时代的条件下，集散控制系统对PLC、工业PC、NC以及各种调节器都进行了集成，不断的实现着工业自动化系统的系统性、创新性以及现代性目标，计算机控制技术和工业自动化控制系统不断的向着现代化的方向发展。

3.2 PLC

PLC是可编程控制系统中比较常见的一种，其主要作用是通过运算、控制和记录等指令，以发送数值信号或者是模拟量形式对工业控制中的存储系统进行控制管理的过程[5]。现阶段该技术与传统的技术相比其应用的范围和领域更加的广泛，由于信号传输更稳定，对于干扰的防御能力更强，对操作步骤的一系列更简化，使得它在操作方面也变得更加的便捷和简单，操作人员更容易上手，在复杂的工业环境当中采取PLC更为方便。在工业环境当中主要采取更加直观、形象的程序在现场进行操作，出现问题便于及时发现并进行调整。这一系统的功能性很强，响应速度快，所能控制的储存容量更多，加之网络化的功能，越来越受到工业环境下工作人员的喜爱，应用的领域也更加的广泛。此外，该系统在同时运行多种编程语言的情况下依然稳定，持续革新该技术对于工业自动化控制系统有着重要的意义和作用。

3.3 FCS

FCS又叫做现场总线控制系统，主要作用是抵抗外界信号对于指令信号的干扰，对于系统进行扩展和总线的布置和安装、费用的投资等等都具有不可替代的作用[6]。FCS系统是计算机控制技术在工业自动化控制系统中比较常见的一种应用方式，与其它的系统比较其主要优势在于硬件和软件的互换更新，开放性较强。这一系统的安装成本比较低，性价比比较高，安装步骤简单，维护也比较方便，所以受到了工业自动化控制系统操作人员的广泛关注。

3.4 传感器

现代信息技术有三大主要基础，分别是计算机、通信和传感技术。在传感技术的不断发展下，市面上出现了各种各样的传感器，传感器由于其传输速度快、传输功能丰富、传输容量大、传输平衡等优点，被广泛应用在工业自动化控制系统当中。改革开放以后，传感器的应用领域就已经十分广泛了，这是因为传感器的水平对于工业现场自动控制水平的高低具有非常明显的影响，可能会关系到工业自动化控制系统是否能够正常的运行。传感器作为计算机控制技术在工业自动化控制系统中的一种应用方式，为我国工业生产的现代化、科学化、智能化、高效化、合理化发展做出了巨大的贡献。传感器的各种优点也造就了现阶段传感器的地位很难被取代[7-10]。

将传感器技术、工业自动控制技术与地理信息技术结合，可以精准的跨区域控制仪器设备，实现工业生产流程过程中每一环节的生产效率与搭配处于可控范围，进而为减小生产成本，提高运转效率做出贡献。

4 结论

综上所述，我国的现代化进程不断加快，自动化技术取得显著成就，与此同时我国的科学技术也在不断的发展和革新，尤其是在计算机信息技术领域。地理信息技术的不断发展给人们带来了新的生活方式，也给社会生产带来了新的发展机遇。在工业生产自动化当中合理的应用计算机控制技术与地理信息技术能够有效地构建工业自动化控制系统，从而减少工作人员的工作负担，提高工业生产效率。通过计算机控制系统引导下的产品质量也更加优质，自动化控制系统的运行对于工业自动化控制系统的正常运行也有着积极的作用。